丁勇

摘 要：樁基完整性檢測(cè)的方法發(fā)展到今天已經(jīng)越發(fā)的多元化，在眾多檢測(cè)方法中，低應(yīng)變法以高效、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)被人們廣泛運(yùn)用。本文以204省道溧水段一期改擴(kuò)建工程南門河中橋的樁基檢測(cè)為實(shí)例，從低應(yīng)變法的檢測(cè)原理出發(fā)，對(duì)低應(yīng)變法在樁基完整性檢測(cè)中的適用性和運(yùn)用方法進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：低應(yīng)變法;樁基檢測(cè);檢測(cè)原理

0 引言

樁基施工屬于隱蔽性工程，具體施工流程相對(duì)復(fù)雜，對(duì)于檢測(cè)人員的技術(shù)水平要求較高，如果作為結(jié)構(gòu)物下層結(jié)構(gòu)的樁基質(zhì)量存在問題，那么上層結(jié)構(gòu)也會(huì)受到影響，問題嚴(yán)重甚至?xí)?dǎo)致結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)斷裂的情況。在對(duì)樁基質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)的過程中，主要是對(duì)樁基的承載力和完整性進(jìn)行檢測(cè)，目前檢測(cè)人員對(duì)樁基完整性檢測(cè)使用得最多的方法為低應(yīng)變法，該方法經(jīng)濟(jì)高效，十分適合用于檢測(cè)樁基質(zhì)量，不過對(duì)于檢測(cè)結(jié)果的分析，要求檢測(cè)人員具有大量的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，并且對(duì)工程十分熟悉，能夠結(jié)果工程的實(shí)際情況完成最終的結(jié)果分析，所以低應(yīng)變法的使用對(duì)從業(yè)人員具有較高的要求。

1 工程背景

本項(xiàng)目為204省道溧水段一期改擴(kuò)建工程，204省道（原123省道）是江蘇省省道網(wǎng)的重要組成部分，是江蘇省中西部地區(qū)的縱向通道，是南京、高淳間的傳統(tǒng)出行通道。項(xiàng)目起點(diǎn)位于溧水經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)規(guī)劃一路，終點(diǎn)位于洪藍(lán)洪張線，全長(zhǎng)23.69 km，采用一級(jí)公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度80 km/h，雙向六車道，其中規(guī)劃一路至南外環(huán)路段兼顧城市道路標(biāo)準(zhǔn)。南門河中橋位于K21+854.750處，交叉口展寬段范圍內(nèi)，跨越南門河，本橋?yàn)樾陆蛄?，跨?x13 m。上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力空心板梁，下部結(jié)構(gòu)為樁柱式墩臺(tái)。橋梁采用樁基礎(chǔ)（鉆孔灌注樁），以4-2A及4-2層中風(fēng)化砂巖～角礫巖為樁端持力層，橋臺(tái)及橋墩樁基按嵌巖樁設(shè)計(jì)，樁基采用C30水下混凝土。

2 低應(yīng)變法的檢測(cè)原理

在樁基完整性檢測(cè)中運(yùn)用低應(yīng)變法，主要是應(yīng)用彈性傳播理論，將樁身假設(shè)為具有連續(xù)彈性物理性質(zhì)的均質(zhì)物體，當(dāng)樁基頂受力時(shí)，樁身質(zhì)點(diǎn)會(huì)發(fā)生振動(dòng)，應(yīng)力波從樁基頂沿著樁身向下傳播，在傳播的過程中，如果應(yīng)力波遭受阻礙就會(huì)發(fā)生變化，這時(shí)就可以判斷出，應(yīng)力波發(fā)生變化的樁身位置存在缺陷。在正常情況下，應(yīng)力波在樁身這類均質(zhì)物體中傳播的過程中，會(huì)出現(xiàn)透射和反射這兩類物理現(xiàn)象，當(dāng)反射波傳回樁基頂時(shí)，發(fā)射波會(huì)被接收器接受，根據(jù)接受的反射波的各類參數(shù)就可以分析出樁基缺陷的深度和類型，上圖為檢測(cè)過程的示意圖。

3 低應(yīng)變法檢測(cè)運(yùn)用時(shí)的注意事項(xiàng)和局限性

低應(yīng)變法具有許多優(yōu)點(diǎn)（經(jīng)濟(jì)、高效、檢測(cè)儀器方便攜帶、檢測(cè)結(jié)果較科學(xué)合理），這也是檢測(cè)人員為何在樁基質(zhì)量檢測(cè)中大量運(yùn)用它的原因，可是在運(yùn)用過程中它依然具有一定局限性，如果在運(yùn)用時(shí)考慮不周，那么其檢測(cè)結(jié)果就不具合理性，在實(shí)際運(yùn)用過程中需要嚴(yán)加注意以下幾點(diǎn)。

就局限性而言。低應(yīng)變法只能進(jìn)行定性分析，如果樁基存在質(zhì)量問題，低應(yīng)變法不能定量檢測(cè)出樁基缺陷的大小;低應(yīng)變法因?yàn)楣ぷ髟淼奶厥庑?，?duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析時(shí)，需要結(jié)合當(dāng)時(shí)樁基建設(shè)的地質(zhì)情況和樁基施工的實(shí)際情況，對(duì)檢測(cè)人員的要求比較高，運(yùn)用難度比較大;檢測(cè)結(jié)果需要分析反射波的各類物理參數(shù)，可是如果樁基底的巖質(zhì)性質(zhì)類似樁身混凝土，那么反射波在傳播到樁基底后依然會(huì)繼續(xù)向下傳播，繼而導(dǎo)致樁基頂?shù)慕邮掌鳠o法接收到反射波的情況。

為了降低低應(yīng)變法局限性對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，在使用低應(yīng)變法檢測(cè)樁基質(zhì)量的過程中需要做好檢測(cè)準(zhǔn)備工作，也就是所謂的注意事項(xiàng)，下面簡(jiǎn)單列舉幾點(diǎn)。

（1）注意處理被檢測(cè)樁基的樁頭。在檢測(cè)的過程中，需要樁基的樁頭受力引發(fā)樁身質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)產(chǎn)生應(yīng)力波，并且還會(huì)在樁基的樁接收反射波信號(hào)，所以樁基的樁頭的均勻度會(huì)直接影響檢測(cè)結(jié)果，因此需要保證被檢測(cè)樁基樁頭鑿至堅(jiān)硬新鮮的混凝土表面，樁頂不能存在混凝土浮漿及雜質(zhì)，各測(cè)試點(diǎn)與激振點(diǎn)宜采用砂輪機(jī)磨平。

（2）需要保證樁基混凝土的強(qiáng)度達(dá)到檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)。低應(yīng)變法檢測(cè)的結(jié)果完全基于樁基自身的性質(zhì)，只有樁基的強(qiáng)度達(dá)到要求，所檢測(cè)的結(jié)果才具備科學(xué)合理性，具體的樁基混凝土強(qiáng)度要求，在具體的樁基施工規(guī)范中有明確要求，通常樁基的實(shí)際強(qiáng)度不能低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%且不能低于15 MPa，齡期不應(yīng)少于7天。在實(shí)際的樁基完整性檢測(cè)中，檢測(cè)前一定要注意先對(duì)樁基混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)強(qiáng)度合格后方才繼續(xù)后續(xù)的檢測(cè)。

（3）安裝信號(hào)傳感器要保證科學(xué)合理。信號(hào)傳感器作為接受信號(hào)的裝置，一旦安裝存在問題，所接受的信號(hào)自然不符合實(shí)際情況，這對(duì)檢測(cè)結(jié)果將會(huì)直接造成影響。安裝信號(hào)傳感器時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)。首先，傳感器軸和樁身軸必須保持在同一平面平行，否則透射和反射形成的波形存在夾角，繼而產(chǎn)生二維效應(yīng)，導(dǎo)致傳感器接受的信號(hào)不準(zhǔn)確。其次，需要使用材質(zhì)（黃油、牙膏、橡皮泥、口香糖）保證信號(hào)傳感器和被檢測(cè)樁基的耦合性，如果信號(hào)傳感器和檢測(cè)樁基存在縫隙，信號(hào)傳感器接受的信號(hào)強(qiáng)度會(huì)存在一定程度的減弱，直接影響到檢測(cè)的結(jié)果。

4 樁基完整性的判定

樁基根據(jù)樁身結(jié)構(gòu)完整性的不同，可以劃分為四類樁基：Ⅰ類：樁基不存在缺陷，樁身完整，達(dá)到樁基質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);Ⅱ類：樁身存在些微缺陷，但不影響樁基的承載能力，樁基能夠發(fā)揮它的功能，不影響上層結(jié)構(gòu);Ⅲ類：樁身存在明顯缺陷，樁基的承載力已經(jīng)受到一定的影響;Ⅳ類：樁身存在的缺陷十分嚴(yán)重，已經(jīng)極大的影響了樁基的承載能力，需要及時(shí)進(jìn)行處理，否則會(huì)影響上層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。下面展示四類樁基的典型實(shí)測(cè)曲線。

從上面四張圖中可以看出，每類樁基的波形都存在十分明顯的差別，其中樁身完整的波形變化比較簡(jiǎn)單，而樁身存在嚴(yán)重缺陷的Ⅳ類樁基典型實(shí)測(cè)曲線變化最為復(fù)雜，出現(xiàn)數(shù)個(gè)波峰波谷。當(dāng)然，在對(duì)這些曲線進(jìn)行分析的過程中，不能簡(jiǎn)單的根據(jù)曲線變化的復(fù)雜度來判斷樁基的缺陷，還需檢測(cè)人員發(fā)揮自身的專業(yè)性，進(jìn)行專業(yè)科學(xué)的分析。

5 樁基完整性檢測(cè)實(shí)際案例

本項(xiàng)目南門河中橋施工過程中，樁基采用嵌巖樁設(shè)計(jì)，為了檢測(cè)樁基施工完成的質(zhì)量，使用了低應(yīng)變法用于檢測(cè)樁基的完整性。在本次檢測(cè)當(dāng)中，所用的檢測(cè)設(shè)備經(jīng)過標(biāo)定，并且結(jié)合了最新的技術(shù)設(shè)備（浮點(diǎn)樁基動(dòng)測(cè)儀、內(nèi)裝壓電加速度傳感器等），有效的降低了檢測(cè)過程中噪音對(duì)信號(hào)的干擾，進(jìn)一步保證了檢測(cè)結(jié)果的科學(xué)合理性。本橋梁經(jīng)低應(yīng)變法檢測(cè)樁基共有44根，樁身完整性判斷標(biāo)準(zhǔn)，Ⅰ類樁共有44根。

6 結(jié)論

為了保證樁基完整性檢測(cè)的科學(xué)合理性，在運(yùn)用低應(yīng)變法的過程中，會(huì)將被檢測(cè)樁基視為具有連續(xù)彈性物理性質(zhì)的均質(zhì)物體，可是實(shí)際的樁基性質(zhì)并不是這樣的均質(zhì)物體，所以低應(yīng)變法還需要進(jìn)一步的更新完善，力求讓檢測(cè)結(jié)果更接近實(shí)際情況，提高檢測(cè)的效率，減少檢測(cè)中可能存在失誤。

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